CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ MẶT TRỜI
Đơn giản hơn cả là tự chế tạo đồng hồ Mặt Trời kiểu xích đạo. Chúng được gọi như vậy vì mặt phẳng của mặt đồng hồ song song với xích đạo trời. Trên mặt một tấm vật liệu có 15 x 15 cm bạn hãy vẽ một vòng tròn rồi chia nó thành 24 giờ (1giờ = 150). Sau đó hãy vạch độ chia thời gian.
Mặt đồng hồ phải gắn vào đế làm sao cho mặt đồng hồ nghiêng về hướng bắc theo đúng vĩ độ địa lý nơi bạn ở () . Như vậy góc nghiêng của mặt đồng hồ so với mặt phẳng ngang (mặt nền) là = 900 - ). Ví dụ, đối với Hà Nội, 210 thì = 900 – 210 = 690.
Ở giữa mặt đồng hồ có thể cắm, dán hoặc dùi (tùy theo ý thích từng người) một thanh kim loại nhỏ làm kim, mà từ xưa đến nay vẫn quen gọi là cọc tiêu của đồng hồ. Đối với mặt đồng hồ cỡ 15 x 15 cm thì chiều cao cái kim có thể vào quãng 3-5 cm, dày 2-3 mm. Có hai yêu cầu đối với cọc tiêu: nó phải vuông góc với mặt đồng hồ và chỉ đúng hướng bắc. Yêu cầu thứ nhất có thể dùng êke để kiểm tra, còn yêu cầu về hướng bắc-nam tức là hướng kinh tuyến, có thể xác định gần đúng bằng la bàn, hoặc xác định chính xác bằng một cọc tiêu thẳng đứng (xem mục "Xác định đường chính ngọ bằng cọc tiêu Mặt Trời").
Bây giờ đến việc ghi chỉ số giờ. Việc này sẽ dễ dàng hơn nếu mặt đồng hồ có thể xoay được quanh kim (cọc tiêu), tất nhiên là không được làm chệch hướng kim. Ta có thể lấy một đồng hồ chuẩn nào đó để xác định giờ chính xác cho bóng kim. Sau khi đã xác định giờ rồi thì phải cố định mặt đồng hồ lại. Đồng hồ Mặt Trời sẽ chạy không cần lên dây cót hoặc thay pin.
Ở các vùng gần xích đạo, do góc nghiêng của mặt đồng hồ khá lớn từ ngày 23-2 đến 21-3 Mặt Trời đi ở phía dưới đường xích đạo có thể không hắt bóng lên mặt đồng hồ, mà chỉ rọi vào thành bên của đồng hồ. Như vậy thật bất tiện vì đồng hồ chỉ chỉ giờ vào các tháng xuân và tháng hè.
Đồng hồ kiểu chân trời thiết thực hơn. Ở loại đồng hồ này cọc tiêu nghiêng với mặt số một góc bằng vĩ độ địa phương. Thường thường người ta thay cái kim hoặc que chỉ bằng một cái thước dẹt có hình đuôi cá mập với đầu nhọn hướng về phía bắc. Thang độ của đồng hồ kiểu chân trời không đều nhau. Gần trưa bóng cọc di động chậm hơn, nhanh hơn cả là vào quãng 7 giờ và 19 giờ. Hình chiếu các góc giờ ở các vĩ dộ khác nhau cũng khác nhau, do đó phải vạch thang chia độ riêng cho từng vĩ độ theo bảng cho sẵn. Nếu vĩ độ nơi bạn ở nằm giữa hai vĩ độ cho trong bảng thì phải lấy con số trung bình của các trị số hai vĩ độ kia.
Đồng hồ Mặt Trời cho vĩ độ 560
Trên bảng tính có trị số của vĩ độ Hà Nội ( =210) thì có thể sử dụng đồng hồ cho vĩ độ 560.
Trên bảng tính có trị số của vĩ độ Hà Nội (( =210). Nếu bạn ở Hà Giang ( = 230) thì có thể sử dụng đồng hồ cho vĩ độ Hà Nội. Nếu muốn chính xác hơn, có thể nghiêng thêm mặt đồng hồ về phía nam 20. còn nếu ở thành phố Hồ Chí Minh ( = 10.50) thì có thể nghiêng mặt đồng hồ về phía bắc thêm 100. Khi đó góc nghiêng giữa cọc tiêu và mặt đồng hồ (2l0) vẫn không đổi.
Bởi vì thang số bây giờ không đều, nên không thể xoay mặt số để xác định giờ. Đồng hồ này chỉ giờ Mặt Trời thực, khác với giờ chúng ta đang theo. Có thể chuyển đổi theo các công thức (xem mục "giờ địa phương"), nhưng đơn giản hơn là so với đồng hồ thông thường. Đồng hồ Mặt Trời trên tường làm khó hơn. Chính một đồng hồ như thế đã được cậu học sinh Ixaac Niutơn làm tại nơi quê hương. Phải chọn bức tường nhà hướng về phương nam và không bị che khuất.
Nguyên tắc chủ yếu vẫn không đổi: đầu trên của cọc chôn hoặc gắn vào tường, phải hướng đúng vào sao Bắc Cực. Bạn có thể làm cọc tiêu dạng mũi nhọn. Góc nghiêng của nó so với đường thẳng đứng = 900 - . Nhưng các mũi này không thò thẳng từ tường ra mà nghiêng dọc theo đường chính ngọ.
Trình tự làm như sau: cắt một cọc tiêu hình mũi nhọn bằng sắt tây với góc ở phía trên và đường lượn sóng ở phía dưới. Chiều dài cọc tiêu này phụ thuộc vào kích cỡ đồng hồ, quãng 15-30 cm. Hãy nghĩ cách gắn nó vào mặt số hoặc trực tiếp vào tường. Tiếp đến ta làm một cái màn treo hoặc sử dụng bề mặt phẳng nhẵn của tường. Ta gắn cọc tiêu vào tường và kiểm tra phương thẳng đứng của cạnh đáy cọc tiêu bằng dây dọi.
Từ cọc tiêu ta kẻ đường dây dọi xuống phía dưới. Vào ngày nắng gần nhất, đúng giữa trưa ta bẻ tấm cọc tiêu từ đáy nghiêng sang một bên sao cho cạnh của nó hướng đúng về phía Mặt Trời và bóng tấm cọc tiêu nằm dọc theo đường chính ngọ. Như vậy là ta đã hướng nó đúng sao Bắc Cực.
Bây giờ theo sự dịch chuyển của bóng cọc ta đánh các vạch giờ và chia độ trên mặt đồng hồ trong thời gian 2 ngày hoặc lâu hơn để khỏi ảnh hưởng đến độ chính xác của đồng hồ. Đồng hồ sẽ chạy chính xác hơn nếu ta tiến hành ghi vạch chia vào những tháng mà giờ mặt trời thực không khác mấy so với giờ Mặt Trời trung bình, tức là vào khoảng từ tháng 4 đến tháng 6 và từ 20-8 đến 10-9.
Đồng hồ Mặt Trời không hoạt động vào ban đêm và khi thời tiết xấu. Sự chòng chành trên biển cũng khiến nó trở nên vô dụng. Từ thuở xa xưa người ta đã chế tạo đồng hồ nước sao cho thời gian "chảy" đều từ bình này sang bình khác để hỗ trợ cho đồng hồ Mặt Trời. Đồng hồ cát phục vụ các thầy thuốc và thủy thủ. Ngọn nến lớn cháy sáng đo "canh dài" đêm thâu cho các vua chúa châu Âu còn trong các đền chùa phương đông cái dây của đồng hồ lửa cháy chầm chậm và tỏa hương thơm.
Đến thế kỷ XI ở châu Âu xuất hiện đồng hồ cơ khí trên tháp với một kim và đánh chuông, vận hành bằng một quả tạ nặng. Lúc Mặt Trời mọc, người ta vặn kim ở 0 giờ. Mùa đông treo tạ nặng, mùa hè treo tạ nhẹ vào dây xích. quả tạ càng nặng thì cơ chế dây cót này chạy càng nhanh, khắc phục ma sát của các bánh xe. Đây là loại đồng hồ không có con lắc người canh mỗi ngày chỉnh đồng hồ vài lần theo đồng hồ Mặt Trời. Vào thế kỷ XVI những kẻ giàu có đã sắm “quả trứng Nuyrơnbec” là loại đồng hồ xinh xinh với vô số bánh xe con có thể đút trong túi. Galilêô Galilê và Crixtian Huyghen, sau khi nghiên cứu tính chất của con lắc, đã áp dụng nó vào đồng hồ và đưa đồng hồ cơ khí lên mức chính xác mới. Khi ấy là giữa thế kỷ XVII.